【摘 要】
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在过去几十年里,随着工业和农业的快速发展,土壤、水体和大气颗粒物中的重金属污染日趋严重,并在全球范围内引起关注。由于重金属具有长期毒性、难以降解、以及沿着食物链积累等特性,最终会对人类健康造成严重伤害并且破坏生态平衡。因此,如何对土壤、水体和大气颗粒物中的痕量重金属进行快速、原位检测成为当前科研工作者关注的热点。本文在大气压下,利用雾化放电作为等离子体源,通过发射光谱法检测水体中的痕量重金属铜。开
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在过去几十年里,随着工业和农业的快速发展,土壤、水体和大气颗粒物中的重金属污染日趋严重,并在全球范围内引起关注。由于重金属具有长期毒性、难以降解、以及沿着食物链积累等特性,最终会对人类健康造成严重伤害并且破坏生态平衡。因此,如何对土壤、水体和大气颗粒物中的痕量重金属进行快速、原位检测成为当前科研工作者关注的热点。本文在大气压下,利用雾化放电作为等离子体源,通过发射光谱法检测水体中的痕量重金属铜。开展主要工作如下:1.本实验采用气流吹动溶液雾化的方式,在针-针电极结构下获得了稳定的雾化放电等离子体。研究了应用电压、气体流量、溶液p H值和有机物含量对OH（A~2∑-X~2∏）和N2（C~3∏u-B~3∏g）发射强度以及对N2（C~3∏u）的振动、转动温度的影响。从300-420nm的发射光谱图中获得了放电产生的活性粒子分布以及强度,还描述了放电中的电流电压波形图,放电图像和等离子振动及转动温度空间分布。此外,根据N2（C~3∏u-B~3∏g,Δυ=-2）的光谱,在最佳条件下得出了等离子体气体温度。2.还研究了重金属铜的检测机理,主要包括Cu原子的原子化和激发两个过程。发现应用电压、气体流量、溶液p H值和有机物含量会对Cu I(3d104p-3d104s,324.75 nm)发射光谱强度产生影响。其中,应用电压通过影响能量效率,进而影响高能电子和激发态原子的数量,气体流速通过影响放电区域的面积和溶液雾化效率,影响雾化溶液与放电区域的接触时间,溶液p H值和低分子量有机物通过改变了待测液的化学性质,影响了痕量重金属铜检测的一些反应过程,最终使Cu I(3d104p-3d104s,324.75 nm)的发射强度受到影响。在放电电极间隙为2 mm,溶液流速保持在2 m L/min的情况下,该实验获得的最佳条件是在应用电压为5.6 k V、氩气流速为1.68 L/min,通过硝酸调节p H值为3.59和添加2%（V/V）乙醇的情况下获得的。在该条件下,最终获得检测铜的工作曲线,工作曲线的r~2为0.9975,Cu的检出限（LOD）能达到0.083 mg/L,并与其他的检测手段进行对比,证明了该实验的可行性。
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